- Surfaktan, Apa itu?
- Surfaktan Dalam Air
- Aplikasi Surfaktan
- Klasifikasi Surfaktan
- Pembuatan Surfaktan
Apa itu Surfaktan
Surfaktan atau Surfactant adalah singkatan dari Surface Active Agent, artinya bahan aktif permukaan. Berupa senyawa organik yang bersifat amfifil, artinya memiliki dua gugus molekul yang bersifat hidrophobic dan hidrofilik. Seperti berikut.
Bagian hidrofobik nya bersifat non-polar (tidak suka air) dan bagian hidrofiliknya bersifat polar (suka air). Kepalanya adalah bagian hidrofilik dan Bagian ekornya adalah hidrofobik. Pada bagian ekor (hidrofobik) biasanya berupa senyawa hidrokarbon dengan rantai lurus atau bercabang. Atau bisa juga rantai fluorokarbon yang mengandung 8-18 atom karbon yang melekat pada bagian polar atau ionik (hidrofilik). Sehingga bagian hidrofilik ini bisa bersifat ionik, nonionik, amphoter (tidak bermuatan) atau pertukaran ion, tergantung jenis senyawa kimia yang digunakan.
Rantai hidrokarbon bagian (ekor) berinteraksi lemah dengan molekul air pada lingkungan berair, sedangkan gugus kepala polar atau ionik, berinteraksi kuat dengan molekul air. Interaksi tersebut melalui dipol atau ion-dipol (gaya tarik-menarik antara suatu ion dengan molekul polar). Interaksi yang kuat dengan molekul air inilah yang membuatnya larut dalam air.
Gugus Hidropolik (kepala), akan bercampur dengan air dan mampu menyerap ke permukaan bahan sehingga tegangan permukaan bahan akan menurun. Itulah mengapa surfakan merupakan bahan aktif yang mampu menurunkan tegangan permukaan.
sedangkan bagian ekornya (tidak larut dalam air), terikat bersama minyak dan kotoran dan mampu menerobos ke permukaan atau terdispersi dalam larutan dan akan hilang bersama dengan pembilasan.
Surfaktan memiliki ciri khas dapat menyerap pada permukaan/antar muka, membasahi permukaan dengan air, melonggarkan serat kain dan membersihkan kotoran melalui gerakan mekanis. Selanjutnya mengemulsi kotoran dan mendispersikan dalam larutan (air cucian). Dengan cara kerja tersebut, sehingga merupakan komponen utama dalam pembuatan deterjen.
Dalam pembuatan formula deterjen, bisa saja terdiri lebih dari satu jenis surfaktan. Setiap jenisnya emiliki kemampuan yang berbeda beda dalam membersihkan kotoran, berbeda juga dalam kemampuannya menangani tingkat kesadahan air.
Surfaktan dalam Fase Air
Dalam fase air, surfaktan membentuk agregat, semacam misel, ekor hidrofobik membentuk inti agregat. Dan kepala hidrofobik tetap kontak dengan cairan di sekelilingnya. Dapat pula terbentuk jenis agregat lainnya, seperti misel berbentuk bola atau silinder, atau lipida dua lapis. Bentuk agregat tergantung pada struktur kimianya , sebagai keseimbangan ukuran antara kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik. Ukuran keseimbangan ini merupakan istilah untuk Hidrofilik – Lipofilik Balance (HLB) atau keseimbangan hidrofilik-lipofilik atau
Karena keunikannya, dia mendominasi pada banyak aplikasi. Dalam kehidupan sehari-hari, yang paling umum sebagai produk pembersih. Deterjen mengambil keuntungan dari kelompok lipofiliknya, membuat noda minyak pada pakaian secara bertahap menjadi butiran minyak dan meninggalkan permukaan zat, selanjutnya terdispersi, tersuspensi dalam media air dan hilangkan pada saat pembilasan.
Selain untuk mencuci, juga bermanfaat pada bidang industri dan pertanian, umumnya sebagai agen pembasah, agen pengemulsi, agen pendispersi, agen penetrasi, agen pembusa dan mikrobisida. Pada bidang perlindungan lingkungan, bermanfaat untuk pengolahan polusi minyak laut, pengolahan air limbah, pemisahan flotasi, anti-debu dan sebagainya.
Aplikasi Surfaktan
Faktor penentu dari Sifat dan aplikasinya adalah keseimbangan antara bagian molekul lipofilik (”suka pelarut”) dan liofobik (”tidak suka pelarut”). Oleh karena itu, karakteristik seperti kelarutan, kemampuan mengurangi tegangan permukaan, konsentrasi misel kritis (cmc), daya detergensi, kontrol pembasahan, dan kapasitas pembusaan dapat membuatnya bekerja dengan baik pada aplikasi tertentu dan dan kurang baik pada aplikasi lainnya. Seperti contoh berikut:
| Jenis Aplikasi | Karakteristik Surfaktan yang diinginkan |
| Deterjensi | cmc rendah, garam yang baik dan pH yang stabil, biodegradabel, daya bersih tinggi dan memiliki sifat berbusa |
| Emulsifikasi | HLB yang sesuai, aman untuk lingkungan dan biologi (keselamatan) |
| Pelumasan | Kesetabilan kimia, penyerapan pada permukaan. |
| Pemisahan Flotasi | Memiliki karakteristik penyerapan yang baik terhadap biji yang diinginkan dan biaya rendah |
| Farmasi | Bio kompatibilitas, toksisitas rendah, sifat pengemulsi yang tepat |
Dengan berkembangnya penelitian, menyebabkan banyak jenis surfaktan sangat berguna dan banyak aplikasi pada banyak bidang teknologi. Kini hampir semua bidang industri menggunakannya antara lain adalah pembuatan deterjen dan pembersih, kosmetik dan produk perawatan diri, tekstil dan serat kain, teknologi kulit dan bulu, cat, pernis dan produk pelapis lainnya, industri kertas dan pulp, tambang dan pemisahan mineral.
Contoh beberapa aplikasi surfaktan sintetik
| Tipe Ionik | Nama Kimia | Aplikasi |
|---|---|---|
| Anionic | Sodium dodecyl sulfonate | Soaps |
| Sodium lauryl sulfate | Deterjen | |
| Sodium hexadecyl sulfonate | Soap | |
| Sodium tetradecyl sulfonate | Soap, deterjen | |
| Sodium dodecyl-di (ethyleneoxide)-sulfate | Foaming, cleansing agent | |
| Sodium alkanoate | oil fields | |
| Dodecylbenzene sulfonic acid | Deterjen | |
| Sodium decyl sulfate | Cleaning, emulsion, oil fields | |
| Sodium tetradecyl sulfate | Sclerosing agents | |
| Sodium dodecyl sulfate | Surfactant | |
| Sodium cis-13-docosen-oate | Surfactant | |
| Sodium cis-9-octadecenoate | Surfactant | |
| sodium dodecanoate | Surfactant | |
| Sodium decanoate | Surfaktan | |
| C20-24 internal olefin sulfonate | Chemical flooding | |
| Sodium octanoate | Protein stabilizer | |
| Nonionik | Lautyl alcohol ether | Surfactant, emulgator |
| Sorbitan monolaureate | Food, cosmetics | |
| Ethylene glycol monobutyl ether | cleaning, paints, inks | |
| Octyl phenol etoxilates 23 Poe | Surfaktan | |
| Lauryl alcohol ether | Surfaktan | |
| Propylene glycol mono propyl ether | Cleaners, paint, | |
| Alkylglucoside | Dispersant, wetting agent | |
| POEc(10)cetyl ether | Emulgator | |
| POEc(20)cetyl ether | Emulgator | |
| POEc(10)oleyl ether | Emulgator | |
| Nonylphenol ethoxylate | Emulgator | |
| Polyoxyethylene alkyl-ether | Liquid–liquid extraction | |
| Cationik | Ammonium-based surfactant mixture | Surfaktan |
| Cetyl trimethyl ammonium chloride | Surfaktan | |
| Dodecylammonium bromide | Dispersant, emulsifier | |
| 1-dodecylpyridinium bromide | Deterjen | |
| Dodecyltrimethyl-ammonium chloride | Paint strippers, foaming | |
| Tetradecyltrimethyl ammonium bromide | Surfaktan | |
| Dodecylammonium chloride | Surfaktan | |
| Dodecyltrimethylammonium chloride | Surfaktan | |
| A Cetyl trimetyl ammonium chloride | Surfaktan | |
| Dodecyltrimethylammonium bromide | Surfaktan | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide | Nano Partikel | |
| Hexadecyltrimethylammonium acetate | Biocide, detergent | |
| Alkyl betainate | viscosity improvement, foam | |
| Zwitter ionik | Propyl cocoamida betaine | Surfaktan |
Klasifikasi
Klasifikasi berdasarkan ionnya (muatan listrik) ketika berada di dalam air. Menjadi empat jenis, yaitu:
- Anionik: gugus hidrofilik (kepalanya) bermuatan negatif, contohnya adalah sulfonat (RSO3–), Sulfat (ROSO3–), Posfat (ROPO3–), karboxyl (RCOO–)
- Non Ionik: gugus hidrofilik (kepalanya) tidak bermuatan, tetapi kelarutannya dalam air berasal dari gugus yang sangat polar seperti polioksietilena (POE atau R—OCH2CH2O—) atau gugus R polyol termasuk gula
- Kationik: gugus hidrofilik (kepalanya) bermuatan positif, seperti misalnya, amonium halida kuaterner (R4N+ X–).
- Amphoter: gugus hidrofilik (kepalanya) bisa bermuatan positif dan negatif, tergantung pada nilai pH. Contohnya seperti sulfobetaine RN+(CH3)2CH2CH2SO3–
Gambar ionik surfaktan adalah sebagai berikut:
Contoh surfaktan berdasarkan Jenis Ionnya
| Jenis Ion | Contoh Surfaktan |
|---|---|
| Anionik | Sulphate Sulphonate Ether sulphate Ether phosphate Ether carboxylate Carboxylate |
| Kationik | Primary ammonium Secondary ammonium Tertiary ammonium Quaternary ammonium |
| Amphoterik | Amine oxide Betaine Aminocarboxylates |
| Non Ionik | Polyoxyethylene Acetylenic Monoethanolamine Diethanolamine Polyglucoside |
Bagaimana Surfaktan dibuat
Produksinya melalui reaksi beberapa bahan kimia, istilah lainnya adalah surfaktan sintetis, Bahan bakunya dapat berasal dari petrokimia, Oleokimia (minyak nabati alami) dan bisa juga dari lemak hewani. Berikut adalah contoh produksi dari Fatty Alkohol menjadi surfaktan anionik dan Nonionik.
Sumber: Myers, Drew, 1946, Surfactant science and technology
Baca Juga jenis-jenis surfaktan:
- Surfaktan Anionik
- Surfaktan Nonionik
- Surfaktan Kationik
- Surfaktan Amphoterik